可分離功率單元水冷卻系統的製作方法
2023-05-09 07:18:36 1
專利名稱：可分離功率單元水冷卻系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電力系統中所使用的功率系統，具體涉及一種採用水冷方式
實現降溫散熱的可分離功率單元水冷卻系統。
背景技術：
大功率電源等功率系統等設計在封閉的機櫃中，包含有大量的電氣元件和電子器 件，在工作的過程中會散發大量的熱量，發熱量過大導致整個系統工作不穩定，元器件壽命 大幅度降低，現有的電子功率系統等的機櫃中採用自然冷卻、風冷卻或固定水冷卻方式，自 然冷卻和風冷卻依靠機櫃的金屬外殼和強制風散發熱量，散熱能力有限，受氣候因素的影 響也比較大，固定水冷卻方式發熱部件或發熱功率單元與機櫃結構和水路相互固定，水路 複雜，不便於生產和維修。而有些電源系統採用製冷設備實現散熱，成本大幅高，對安裝也 有特殊的要求，很難廣泛推廣使用。
實用新型內容本實用新型克服了上述缺點，提供了一種結構簡單、成本低、穩定性高的可分離功 率單元水冷卻系統。
本實用新型解決其技術問題所採取的技術方案是一種可分離功率單元水冷卻系
統，包括機櫃和設置在機櫃中的多個功率單元，功率單元的發熱面與機櫃導熱板的面接觸， 功率單元與機櫃的電器連接通過插拔式端子連接，所述功率單元中設置有發熱器件，所述
機櫃中相鄰的功率單元之間設置有水冷夾層，對應於水冷夾層的機櫃外側壁上，設置有冷 卻水進口和冷卻水出口。 所述功率單元中的發熱器件，可分布在功率單元的靠近水冷夾層的側壁上。 所述機櫃與功率單元之間可設置有推壓裝置，所述推壓裝置具有自功率單元向水 冷夾層方向的推力。 所述水冷夾層可為橫向設置在功率單元之間的多個，且分別設置有冷卻水進口和 冷卻水出口。 所述水冷夾層可為縱向設置在功率單元之間的多個，且分別設置有冷卻水進口和 冷卻水出口。 所述推壓裝置可採用壓簧片。 所述功率單元的靠近水冷夾層的側壁可採用散熱板，所述散熱板與發熱器件之間 設置有絕緣導熱片。 所述功率單元可採用抽拉的方式安裝在所述機櫃中。 本實用新型通過在功率單元之間設置水冷夾層，利用流動的水帶走功率單元發出 的熱量，實現水冷方式給所述功率單元降溫，保證功率系統中的功率單元能夠在安全的溫 升範圍內工作，保證了整個功率系統的可靠性，延長了使用壽命，而且，功率單元的發熱面 與機櫃導熱板面接觸，使得功率單元與機櫃可以方便的分離。此外，將功率單元中的發熱器件集中分布在靠近水冷夾層的側壁上，採用推壓裝置向水冷夾層方向提供推力，保證發熱 器件發出的熱量能夠最大限度的被散失。
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^中機櫃前
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面的結構示 面的結構示 元的結構示 面的結構示 元的結構示 面的結構示 面的結構示 元的結構示
具體實施方式實施例一 如圖1、2中所示，包括機櫃l和設置在機櫃1中的多個功率單元2，所述 機櫃1中相鄰的功率單元2之間設置有水冷夾層3，對應於水冷夾層3的機櫃1外側壁上， 設置有冷卻水進口 31和冷卻水出口 32。本實施例中的功率單元2在橫向上具有4層，所述 水冷夾層3為橫向設置在功率單元2之間的4個，保證每個功率單元都能夠與水冷夾相接 觸，且每個水冷夾層3分別設置有兩組冷卻水進口 31和冷卻水出口 32，這樣利用通過在進 水口進入和出水口排出的流動水帶走功率單元發出的熱量，實現水冷方式給所述功率單元 降溫，保證功率系統中的功率單元能夠在安全的溫升範圍內工作，保證了整個功率系統的 可靠性，延長了使用壽命，雙進雙出增加了冷卻水的流動速度，進一步增加了冷卻效果。此 外，所述功率系統中的功率單元為功率電源、功率發射機等在運行中產生大量熱量的裝置 或器件。 如圖3中所示，所述功率單元2中設置有多個發熱器件21，所述發熱器件為變壓 器、開關管、電容等工作中大量發熱的器件，將所述發熱器件21集中分布在功率單元的靠 近水冷夾層的下側側壁22上，使發熱器件21的熱量能夠儘可能與水冷夾層3接觸，使熱量 得到充分的散失。所述功率單元2上方與機櫃1之間設置有採用彈簧片24製成的推壓裝 置，所述推壓裝置具有自功率單元2向水冷夾層3方向的推力，使功率單元能夠儘可能與水 冷夾層3充分接觸，保證發熱器件發出的熱量能夠最大限度的被散失，而所述發熱器件具 體如何安放，本領域技術普通人員無需創造性勞動，即可根據功率單元中的實際電路合理 安排布置，這裡不再詳細介紹。此外，所述功率單元的靠近水冷夾層3的側壁22採用散熱 板，所述散熱板與發熱器件21之間設置有絕緣導熱片23，從而進一步增加導熱效率，提高 散熱的能力。所述功率單元2採用抽拉的方式安裝在所述機櫃1中，在功率單元的後方設 置有接線端子插座(或插頭)25，與機櫃中的插頭(或插座)(圖中未標示)對應實現電連 接，便於在功率單元故障時及時進行更換，且不會影響整個功率系統中的冷卻裝置及其他 功率單元。另外，所述推壓裝置也可採用頂絲、壓簧等結構實現，只要能夠實現將所述功率 單元向水冷夾層的方向擠壓即可。 實施例二 如圖4、5中所示，與實施例一的結構基本相同，區別僅在於，所述功率單元2中，發熱器件21集中分布在功率單元的上側側壁上，並通過設置在功率單元2下方 與機櫃1之間的彈簧片24構成推壓裝置，使設置在所述功率單元中的發熱器件儘可能的貼 近其上方的水冷夾層3，保證散熱效率。 實施例三如圖6、7、8中所示，與實施例一的結構大部分相同，區別在於，所述功 率單元2在縱向上設置有7列，水冷夾層3為縱向設置在功率單元之間的4個，且分別設置 有冷卻水進口 31和冷卻水出口 32，所述功率單元2分別布置在水冷夾層3的兩側，所述功 率單元2中的發熱器件21，集中分布在功率單元的貼近水冷夾層3的一側側壁上，並通過 另一側與機櫃之間的由彈簧片24構成的推壓裝置，使設置在所述功率單元2中的發熱器件 21儘可能的貼近其上方的水冷夾層3，保證散熱效率。 以上對本實用新型所提供的可分離功率單元水冷卻系統進行了詳細介紹，本文中
應用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實例的說明只是用於幫 助理解本實用新型的方法及其核心思想；同時，對於本領域的一般技術人員，依據本實用新
型的思想，在具體實施方式
及應用範圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理 解為對本實用新型的限制。
權利要求一種可分離功率單元水冷卻系統，包括機櫃和設置在機櫃中的多個功率單元，所述功率單元中設置有發熱器件，功率單元的發熱面與機櫃導熱板的面接觸，其特徵在於功率單元與機櫃的電器連接通過插拔式端子連接，所述機櫃中相鄰的功率單元之間設置有水冷夾層，對應於水冷夾層的機櫃外側壁上，設置有冷卻水進口和冷卻水出口。
2. 根據權利要求1所述的可分離功率單元水冷卻系統，其特徵在於所述機櫃與功率 單元之間設置有推壓裝置，所述推壓裝置具有自功率單元向水冷夾層方向的推力。
3. 根據權利要求1所述的可分離功率單元水冷卻系統，其特徵在於所述功率單元中 的發熱器件，分布在功率單元的靠近水冷夾層的側壁上。
4. 根據權利要求1或2或3所述的可分離功率單元水冷卻系統，其特徵在於所述水 冷夾層為橫向設置在功率單元之間的多個，且分別設置有冷卻水進口和冷卻水出口。
5. 根據權利要求1或2或3所述的可分離功率單元水冷卻系統，其特徵在於所述水 冷夾層為縱向設置在功率單元之間的多個，且分別設置有冷卻水進口和冷卻水出口。
6. 根據權利要求2所述的可分離功率單元水冷卻系統，其特徵在於所述推壓裝置採 用壓簧片。
7. 根據權利要求3所述的可分離功率單元水冷卻系統，其特徵在於所述功率單元的 靠近水冷夾層的側壁採用散熱板，所述散熱板與發熱器件之間設置有絕緣導熱片。
8. 根據權利要求1或2或3所述的可分離功率單元水冷卻系統，其特徵在於所述功率單元採用抽拉的方式安裝在所述機櫃中。
專利摘要本實用新型涉及一種電力系統中所使用的功率系統，具體涉及一種採用水冷方式實現降溫散熱的可分離功率單元水冷卻系統，包括機櫃和設置在機櫃中的多個功率單元，所述功率單元中設置有發熱器件，所述機櫃中相鄰的功率單元之間設置有水冷夾層，對應於水冷夾層的機櫃外側壁上，設置有冷卻水進口和冷卻水出口。本實用新型通過在功率單元之間設置水冷夾層，利用流動的水帶走功率單元發出的熱量，實現功率單元與機櫃可以方便的分離，以水冷方式通過導熱板與功率單元面接觸給所述功率單元降溫，在保證功率系統中的功率單元能夠在安全的溫升範圍內工作，保證了整個功率系統的可靠性，延長了使用壽命。
文檔編號H02M1/00GK201478992SQ20092015897
公開日2010年5月19日 申請日期2009年6月24日 優先權日2009年6月24日
發明者周衛軍, 李洪宇, 楊軍 申請人:北京動力源科技股份有限公司